东南大学电工电子实验中心
实 验 报 告
课程名称： 模拟电子电路基础
第 三 次实验
实验名称： 三极管放大电路设计 院（系）： 专 业： 姓 名：
学 号：
实 验 室: 105 实验组别： 同组人员： 实验时间： 2015年05月04日 评定成绩： 审阅教师：
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实验三 三极管放大电路设计
一、实验目的
1. 掌握单级放大电路的设计、工程估算、安装和调试；
2. 了解三极管、场效应管各项基本器件参数、工作点、偏置电路、输入阻抗、输出阻抗、
增益、幅频特性等的基本概念以及测量方法； 3. 了解负反馈对放大电路特性的影响。
4. 掌握多级放大电路的设计、工程估算、安装和调试；
5. 掌握基本的模拟电路的故障检查和排除方法，深化示波器、稳压电源 、交流毫伏表、
函数发生器的使用技能训练。
二、预习思考：
1. 器件资料：
上网查询本实验所用的三极管9013的数据手册，画出三极管封装示意图，标出每个管脚的名称，将相关参数值填入下表：
参数符号 VCBO VCEO VEBO ICM hFE VCE(sat) VBE fT 参数值 ≤40V (额) ≤30V (额) ≤5V (额) ≤500mA (额) 96~246 ≤0.25V ≤1V ≥140MHz 参数意义及设计时应该如何考虑 集电极基极电压。必须在此范围内工作否则将损坏三极管。 集电极发射极电压。同上。 发射极基极电压。同上。 集电极电流。同上。 直流增益。 集电极发射极饱和压降。 基极发射极正向电压。 特征频率。 注：额——表示Absolute maximum ratings，最大额定值。
2. 偏置电路：
图3-3中偏置电路的名称是什么？简单解释是如何自动调节晶体管的电流IC以实现稳定直流工作点的作用的，如果R1、R2取得过大能否再起到稳定直流工作点的作用，为什么？
答：
① 图3-1偏置电路名称：分压式偏置电路。
② 自动调节晶体管电流Ic以实现稳定直流工作点的作用的原理：
当温度升高，会引起静态电流ICQ(≈IEQ)的增加，此时发射极直流电位UEQ=IEQ*RE也会增加，而由于基极电位UBQ基本固定不变，因此外加在BJT发射结上的电压UBEQ=UBQ-UEQ将减小，迫使IEQ减小，进而抑制了ICQ的增加，使ICQ基本维持不变，达到自动稳定静态工作点的目的。同理，当温度降低时，ICQ减小，UEQ同时减小，而UBEQ则上升促使IEQ增大，抑制了ICQ 的减小，进而保证了Q点的稳定。 ③ 若R1、R2取得过大，则不能再起到稳定工作点的作用。这是因为在此情况下，
流入基极的电流不可再忽略，UB不稳定导致直流工作点不稳定。
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3. 电压增益：
(I) 对于一个低频电压放大器，一般希望电压增益足够大，根据您所学的理论知识，分
析有哪些方法可以提高电压增益，分析这些方法各自优缺点，总结出最佳实现方案。
答：提高电压增益的方法：从增益的公式来看，可以通过提高β值与Rc、减小rbe值来提高增益，但各有其弊端。提高β虽可行但选择范围有限，改变Rc、rbe会影响到静态工作点。还可以在电路中引入正反馈，可这种方法会影响电路工作的稳定性，因而不常用。此外，还可以通过多级放大电路实现，这种方法往往增益大、输入电阻大、输出电阻小，在工程中广为应用。
(II) 实验中测量电压增益的时候用到交流毫伏表，试问能否用万用表或示波器，为什
么？
答：不能，因为实验中所测信号幅度很小，用示波器测量将把噪声计入幅值，万用表测量的灵敏度低。
4. 输入阻抗：
1) 放大器的输入电阻Ri反映了放大器本身消耗输人信号源功率的大小，设信号源内
阻为RS，试画出图3-3中放大电路的输入等效电路图，通过连线回答下面的问题，并做简单解释： Ri = RS 放大器从信号源获取较大电压
Ri << RS 放大器从信号源吸取较大电流 Ri >> RS 放大器从信号源获取最大功率
① 答：放大电路输入等效电路图：
简单解释：
放大器从信号源获得的功率为P=I2*Ri，I=Us/(Rs+Ri)，两式联立，解得，当Ri=Rs ，放大器从信号源获取最大功率，最大功率为Pmax=Us2/(4Rs)。也可直接看出，Ri越小，放大器从信号源获取的电流越大。Ui=I*Ri，当Ri越大，放大器从信号源获取的电压越大。
2) 图3-1是实际工程中测量放大器输入阻抗的原理图，试根据该图简单分析为什么串接电阻RS的取值不能太大也不能太小。
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图3-1 放大器输入阻抗测量原理图
测量困难。
答：由图得，Ri=Ui*Rs/(Us-Ui)。若Rs太大，Ui太小；Rs过小，Us与Ui太接近，
3) 对于小信号放大器来说一般希望输入阻抗足够高，根据您所学的理论知识，分析
有哪些方法可以提高图3-3中放大电路的输入阻抗。 答：在输出不失真的情况下，降低电路的直流工作点；增大R1、R2并保证不影响UBE的稳定。
5. 输出阻抗：
1) 放大器输出电阻RO的大小反映了它带负载的能力，试分析图3-3中放大电路的输
出阻抗受那些参数的影响，设负载为RL，画出输出等效电路图，通过连线回答下面的问题，并做简单解释。 RO = RL 负载从放大器获取较大电压 RO << RL 负载从放大器吸取较大电流 RO >> RL 负载从放大器获取最大功率 答：输出等效电路图：
简单解释：
负载从放大器获取的电压P=I2*RL，Uo=RL*Uo’/(RL+Ro)。当Ro=RL，负载从放大器获取最大功率。也可以直接看出，Ro越小，负载获得的电压越大，电流也越大。
2) 图3-2是实际工程中测量放大器输出阻抗的原理图，试根据该图简单分析为什么电
阻RL的取值不能太大也不能太小。
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图3-2 放大器输出阻抗测量原理图
答：Ro=(Uo’-Uo)*RL/Uo，若RL太小，Uo也太小，难以测量；RL太大，Uo’与Uo相当，Uo’-Uo太小。
3) 对于小信号电压放大器来说一般希望输出阻抗足够小，根据您所学的理论知识，
分析有哪些方法可以减小图3-3中放大电路的输出阻抗。
答：Ro=Rd，可以减小Rd但此法将影响静态工作点；此外也可以引入负反馈的方法来减小输出电阻。
6. 计算图3-3中各元件参数的理论值，其中
已知：VCC=12V，Ui=5mV，RL=3KΩ，RS=1KΩ， T为9013
指标要求：Au>50，Ri>1 KΩ，RO<3KΩ，fL<100Hz，fH>100kHz（建议IC取2mA） 用Multisim软件对电路进行仿真实验，仿真结果填写在预习报告中。 1) 仿真原理图 Multisim仿真电路图：
2) 参数选择计算
设UBEQ=0.7V，β=100。其中ICQ最好取2mA。
令UBQ=5.7V，UEQ=5V，又ICQ=2mA≈IEQ，RE=UEQ/ICQ=2.5kΩ，取RE=2kΩ+510Ω。rbb’=200Ω，rbe≈1.5kΩ。取Rc=2kΩ。RL’= Rc||RL=1.2 kΩ。R1=14.7 kΩ，R2=6.8kΩ。 Au=-β(Rc||RL)/rbe=80>50
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